Назад в библиотеку

М. Д. МУХОПАД

"ТРАНСПОРТНІ МАШИНИ"
1993

              Переміщення вантажів пов'язане з виникненням сил опору, які перешкоджають рухові і залежать від конструктивних особливостей транспортних машин, ступеня їхнього завантаження, кута нахилу виробки, криволінійності шляху, швидкості руху та інших факторів. Розрізняють два види таких сил: основні Wо і допоміжні Wд. До перших відносять сили, обумовлені тертям вантажу об непорушні елементи машини, тертям у підшипниках, шарнірах та інших частинах установки, а також ходових коліс або роликів об спрямовуючі прямолінійні ділянки (качання або сковзання) та ін.
              Допоміжні сили включають сили опору, викликані такими факторами: продовжньою складовою частиною сили ваги вантажу і рухомих частин установки при переміщенні їх по похилій трасі; тертям ходових елементів об напрямні криволінійних ділянок; динамічними навантаженнями (силами інерції), що виникають при русі з перемінною швидкістю; тертям в елементах приводних і відхиляючих блоків.
              У загальному вигляді сумарна сила опору рухові

W=Wo+Wд=Wо+Wу+Wк+Wб+Wа (2.15)

              Тут Wт , Wк ,Wб, Wа - сили опору від уклону, на криволінійних ділянках, на приводних і відхиляючих блоках, від динамічного навантаження відповідно.
              Основні сили опору завжди скеровані в бік, протилежний рухові, і в розрахунках їх вважають позитивними, а допоміжні Wу, Wа приймають: при русі вниз по уклону або сповільненні — із знаком "мінус", а при русі вверх або прискоренні — "плюс". Залежно від значення і знака допоміжних сил Wд сумарна сила W може бути позитивною, рівною нулю або негативного.
              На подолання сил опору витрачається тягове зусилля Р приводу транспортної установки або потенціальна енергія вантажу (самокатні й самотічні засоби).
              Залежно від конструкції тягового органу в транспортних установках тягове зусилля може передаватись різними способами: зчепленням — в машинах непереривної дії з тяговими ланцюгами і приводними зірочками, тертям — в установках непереривної дії з тяговими стрічками або канатами і відповідно з гладенькими приводними барабанами або шківами; навивкою—в установках періодичної дії з кінцевими канатами і барабанними машинами; робочим середовищем - у гідравлічних і пневматичних установках; силою ваги — в установках самопливного транспорту.
              Передача тягового зусилля зчепленням здійснюється жорсткими стальними приводними колесами (локомотиви), еластичними пнев-мошинами (автосамоскиди, самохідні вагони, навантажувально-транспортні машини), обгумованими колесами (монорейкові локомотиви), гусеницями (навантажувальні і навантажувально-транспортні машини). Зусилля при взаємодії з опорами (рейками і т. ін.) являють собою зовнішню силу, прикладену до тягових елементів(приводних коліс, барабанів, зірочок та ін.) в напрямку їх руху. Значення Р повинно бути достатнім для переборення всіх сил опору. Аналітична залежність тягового зусилля від статичних і динамічних сил опору рухові виражається рівнянням руху. У загальному вигляді рівняння руху записується так:

(2.16)

де Wст — сумарний статичний опір рухові,

              Опір рухові стрічки на відхиляючих барабанах в основному визначається опорами жорсткості стрічки в точках її перегину і опорами в підшипниках осі барабана.
              Опір жорсткості стрічки в точках набігання на барабан і збігання з нього виражається емпіричною залежністю

(2.28)

де — натяг стрічки в точках набігання на барабан і збігання з нього; kж—експериментальний коефіцієнт жорсткості стрічки.

Опір від тертя в підшипниках барабана

(2.29)

де Gб — сила ваги барабана;

d — діаметр цапфи (підшипника ковзання) або зведений діаметр підшипника (підшипника качання);

D—діаметр барабана;

fп—коефіцієнт тертя в підшипниках.

              Оскільки сила Gб мала порівняно з натягом, вагою барабана нехтують, тоді

(2.30)

Повний опір рухові стрічки на відхиляючому барабані

) (2.31)

Опір рухові стрічки на барабані може бути поданий як різниця натягів:

(2.32)

Тоді, розв'язуючи сумісно рівняння (2.31), одержимо

), або

(2.33)

              Для даних умов величина є постійною; як показали дослідження, цей коефіцієнт для стрічки конвейєрів не перевищує 0,015.
При русі стрічки по приводних барабанах, крім сил опору, зв'язаних з жорсткістю стрічки і втратами у підшипниках, виникають опори, зумовлені силами тертя внаслідок пружного просковзуван-ня стрічки по барабану. Ці додаткові сили опору можуть бути наближено враховані за формулою

(2.34)

де — коефіцієнт опору на приводних барабанах, = 0,03...0,05.

              Опір на приводних і відхиляючих барабанах звичайно враховують коефіцієнтом збільшення натягнення тягового органу. Для наближених розрахунків залежно від кута охоплення (повороту) цей коефіцієнт береться рівним 1,02...1,5.
У період неусталеного руху (розгоy або уповільнення) виникають сили опору, обумовлені динамічними навантаженнями

(2.35)

Тут а — лінійне прискорення (уповільнення), м/с2.

              У цьому рівнянні при прискореному русі приймають знак “плюс”, а при уповільненому—“мінус”. Наявність в транспортних засобах обертових мас (коліс, шестерень, валів, роторів та ін.) приводить до зростання сил інерції, які в інженерних розрахунках звичайно враховують шляхом введення коефіцієнта. Тоді

(2.36)

Назад в библиотеку